Senza dubbio tra le innovazioni tecnologiche più importanti, i saponi hanno cambiato radicalmente le nostre abitudini quotidiane nonché la traiettoria della medicina moderna. Ma come funziona davvero il sapone naturalle? Qual è la sua composizione chimica?

Il funzionamento dei saponi

I saponi sono composti da particolari molecole dette tensioattivi, prodotti a partire da trigliceridi con un processo di saponificazione. Nella saponificazione i gruppi estere, ovvero i gruppi -OOCR, vengono idrolizzati andando a formare i sali di sapone e la glicerina.

La particolarità di queste molecole consiste nel fatto che in esse sono presenti due tipi di gruppi funzionali che si comportano in modo molto diverso.

Infatti, le molecole di cui è fatto il sapone hanno una testa polare, solubile e idrofila, che tende a legarsi alle molecole d’acqua e una coda apolare insolubile in acqua, che si dice idrofobica perché tende a stare il più distante possibile dalle molecole d’acqua.

Quando queste molecole sono presenti in un ambiente acquoso le code idrofobe, per non rimanere a contatto con l’acqua, vanno a concentrarsi al centro delle micelle, mentre le teste polari rimangono esposte alla fase acquosa, rendendo il sistema termodinamicamente più stabile.

La maggior parte delle molecole che noi consideriamo come sporco è costituito da molecole apolari e insolubili in acqua. Queste molecole, quando sono presenti in un ambiente acquoso in presenza di tensioattivi, vengono solubilizzate all’interno delle micelle, che vengono poi rimosse nel processo di lavaggio.

Struttura di una micella

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I saponi naturali

I saponi naturali sono costituiti da sostanze derivanti da grassi come l’olio di cocco e il sego. La creazione di questi saponi è un processo molto complesso, in quanto la qualità del prodotto dipende dal tipo di base utilizzata nel processo di saponificazione oltre che dal tipo di acidi grassi utilizzati.

Infatti, i sali di sapone a base di sodio sono noti per essere molto duri mentre quelli a base di potassio per essere molto solubili in acqua.

Per quanto riguarda la scelta degli acidi grassi utilizzati, il rendimento aumenta all’aumentare della lunghezza della catena idrofobica e dalla sua saturazione, ovvero da quanti legami singoli sia costituita.

Generalmente, quando utilizziamo i saponi naturali in acqua dura o salata, questi interagiscono con gli ioni contenuti nell’acqua formando dei sali insolubili e inattivi. Questi sali sono in grado di ostacolare la formazione della schiuma ma formano anche una patina sui sanitari, sui vestiti e sui capelli. Inoltre, quando i saponi naturali si idrolizzano in acqua, generano delle sostanze alcaline che rendono il pH dell’acqua molto basico, attorno a 10 o 11, cosa che può comportare effetti negativi sulla pelle.

I detergenti sintetici

A causa di questi inconvenienti con l’utilizzo di saponi naturali, a partire dal dopoguerra si è diffuso l’utilizzo di surfattanti.

Quando abbiamo un sistema a due fasi in cui le fasi hanno comportamenti opposti, come ad esempio un sistema acqua/olio, i surfattanti si disciolgono in entrambe le fasi grazie alla loro doppia natura.

Dall’equilibrio tra la parte idrofila e idrofobica dipendono i differenti utilizzi dei surfattanti come emulsionanti, detergenti o agenti bagnanti.

Esistono quattro tipi di surfattanti, definiti dalla loro unità idrofila:

• i surfattanti anionici, la cui unità idrofila ha una carica negativa. Come nel caso dei saponi naturali, anche i saponi composti da surfattanti sintetici hanno carica negativa e vengono utilizzati ampiamente nel campo dell’igiene personale.
  
• i surfattanti cationici, la cui unità idrofila ha una carica positiva. Generalmente, questi surfattanti vengono utilizzati nel caso di prodotti per capelli come balsami per via della loro capacità di legarsi alla superficie del capello carico negativamente rendendola idrofobica
  
• i surfattanti anfoteri, costituiti da porzioni che possono agire sia come acidi che come basi a seconda del pH a cui sono sottoposte. Sono solitamente utilizzati negli shampoo e nei saponi per migliorare la detersione e dare al sapone la tipica schiuma. Inoltre, vengono anche utilizzati per ridurre eventuali irritazioni causate dai surfattanti anionici
  
• i surfattanti non ionici, ovvero molecole che non hanno alcuna carica. A causa di questa caratteristica, sono meno tossici delle loro controparti anioniche, cationiche e anfotere e vengono utilizzati laddove è necessario mantenere un pH fisiologico

Fonti

Marcel Friedman, Ronni Wolf, Chemistry of soaps and detergents: Various types of commercial products and their ingredients, Clinics in Dermatology, Volume 14, Issue 1, 1996, Pagine 7-13

William H.Brown, Brent L. Iverson, Eric Anslyn, Christopher S. Foote – Organic Chemistry, 8th edition, 2017, Brooks Cole, Pages 1174-1178